自动追踪太阳能UASB反应器的设计.pdf

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1、第l期施云芬等．自动追踪太阳能uAsB反应器的设计65自动追踪太阳能UASB反应器的设计施云芬8王旭晖8张更宇8姚海滨6陈弘名6(东北电力大学a．化学工程学院；b．电气工程学院，吉林吉林132012)摘要给出一种由简易追踪支架、基于单片机技术的太阳光自动追踪系统、温度控制系统和改进的升流式厌氧污泥床反应器组成的自动追踪太阳能uAsB反应器的设计方案。关键词太阳能自动追踪单片机温控系统uASB中图分类号TH86文献标识码B文章编号l000—3932(2叭4)0l旬065_04以养猪废水为代表的高浓度有机废水通常以厌氧生物方法处理，温度是厌氧生物反应器运行的重

2、要影响因素⋯。如何将新能源与厌氧生物方法结合，提高能源利用率并降低反应器运行成本，受到国内外学者的高度重视。soheilF和Mir-bagherisA研究升流式厌氧污泥床(up-nowAn—aembicSludgeBed，UASB)水力停留时间HRT和有机负荷率0LR，表明温度波动在30℃到20℃期间，uAsB的c0D去除率从85％下降到73％¨。；KhanhD等研究发现，随着uAsB反应器内温度的降低，c0D去除率也随之下降¨。；winklerMK等发现，温度和盐度对颗粒污泥反应器的设计、启动和运行都有着重要的影响”1；LewB在变温条件下进行uASB处

3、理生活污水的实验研究，结果表明，当温度从28℃下降到10℃时，cOD的去除率从78％下降到42％"1；傅金祥等研究了温度对常温UASB运行的影响，通过对产气量的考察发现，温度突降对厌氧微生物的活性产生明显的影响，而且温度还可以间接影响厌氧系统中pH的变化¨1；余海发现，在相同环境条件下，自动追踪式光伏发电系统比固定式光伏发电系统的发电量提高约35％¨o；张勇涛等提出一种基于AT89s52的智能型双精度太阳自动跟踪系统，该系统可以适应复杂的天气情况，能量接收效率提高20％以上‘81；张翌狲进行了基于DSP的太阳跟踪控制系统研究，设计了一种基于DSP的技术、经

4、济性较好的太阳跟踪控制系统‘9。。笔者将太阳能光伏发电技术、太阳能加热控制技术结合应用于污水厌氧生物处理领域，利用太阳能作为农村分散式养猪废水厌氧处理的热源，可以为广大偏远农村地区的废水治理提供新方法。给出由简易追踪支架、基于单片机技术的太阳光自动追踪系统、温度控制系统和改进的升流式厌氧污泥床反应器组成的自动追踪太阳能uASB反应器的设计方案。1简易追踪支架简易支架(图1)由梯形太阳能面板、轴、轴承座、支架底座、齿轮、步进电机、V形铁板、弹簧及螺栓等组成。梯形太阳能面板与轴由螺栓固定连接，整个面板的重心垂直落在轴上，轴通过上、下两个轴承座固定于双梯形构件和

5、固定底座上，双梯形构件中间通过螺栓固定一块V形铁板，在V形铁板两侧开有宽度与步进电机直径相同的滑道，滑道一端通过螺栓将步进电机牢固固定，另一端通过螺栓松弛连接，并且通过弹簧的作用使步进电机与固定在轴上的齿轮紧紧咬合，弹簧的一端与松弛连接步进电机的螺栓连接，另一端与齿轮一起固定在轴上。光电追踪控制器固定在支架底座上，一端与固定在太阳能电池板上的光传感器相连，一端与步进电机相连，控制支架逐日转动。f世hf

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7、图l简易追踪支架示意图收稿日期：2们3-11-08(修改稿)基金项目：吉林省环保厅科研项目(吉环科字2009一13号)化工自动化及仪表第4l卷l——太

8、阳能梯形面板；2——螺栓；3——轴；4——轴承座；5——双梯形构件；6——齿轮；7——弹簧；8——步进电机；9——太阳能电池板；10——光传感器；ll——V形铁板；12——光电追踪控制器；13——固定底座；14——滑道2基于单片机技术的太阳光自动追踪系统太阳光自动追踪系统由光传感器、AD8591芯片、STc89c52单片机、Ls293D步进电机驱动芯片、步进电机、电池板支架、齿轮及蓄电池等部件组成。自制的光传感器(图2)内的光敏电阻将采集到的太阳光信号由AD芯片转换成单片机能够识别的数字量，单片机对输送来的电压数字量进行分析，并依此数据对步进电机驱动芯片发

9、出指令，驱动步进电机进行逐日转动。：jO／，；／，／，：，／i／，人}I∥图2光传感器简图3温度控制系统由镍铬电池组、单片机、温度传感器(18820)、LCD液晶显示屏(12864型)、继电器、电位器、三极管、电阻电容、二极管及散热片等组成的温度控制系统，通过PLc单元将捕获的温度感应探头获得的实时温度与设定的目标温度进行对比，进而控制反应器是否加热。4改进的UASB反应器uASB反应器入水口处平铺直径lcm的玻璃珠，使得反应器布水均匀，可以在一定程度上避免短流；玻璃床层上置有铁碳床层，发生的化学反应器可以缓解反应器酸化，反应产生的H：沿着气壁向上扰动，起

10、到搅拌介质的作用，且零价铁的存在能够增强反应器的耐冲击力并维持pH